這是在印度發(fā)現(xiàn)的鯨的中耳化石,,距今大約4300萬到4600萬年。
5000萬年前,,現(xiàn)代摸樣的鯨魚開始從陸地上狼樣的祖先進化,,它們完全進化為水生巨獸花了1500萬年,這一過程有完整的化石記錄,。來自印度和巴基斯坦的一系列保存良好的化石已經(jīng)幫助科學(xué)家弄清楚了鯨魚是如何進化出肢體,、牙、腎臟和其他適應(yīng)海洋壓力環(huán)境的各個器官的?,F(xiàn)在最新發(fā)現(xiàn)的細小完整的耳骨化石,,第一次揭示了鯨魚和海豚的祖先是如何進化出細微而敏銳的水下聽覺的。對于鯨魚來說,,當它們適應(yīng)水上生活的同時,,它們必須具備在水下的聽覺能力,,并且準確的判定聲音的方位。
俄亥俄州大學(xué)醫(yī)學(xué)院的進化生物學(xué)家翰斯-塞威森說:“聽覺是現(xiàn)代鯨魚最重要的官能,,齒鯨類鯨魚,,譬如海豚,就是依靠聽覺進行回聲定位來捕捉食物的,,一只瞎海豚能很容易的找到食物,,而一只聾海豚就只有挨餓。”但是,,在水下聲音傳遞的更遠更快,,這對于陸地上的動物來說,進化出適應(yīng)海洋環(huán)境的聽覺就是一個極大的挑戰(zhàn),。
在陸地上,,聲音是經(jīng)過充滿空氣的外耳道而觸擊哺乳動物的耳膜,而當一只哺乳動物沒入水中,,水充滿了耳道,,就逐漸縮小了耳膜傳遞聲音的能力。對水下聽力的另一個挑戰(zhàn)就是聽覺是失真的,,水中的聲音很容易通過一只動物的身體傳播,,經(jīng)過頭骨組織到達耳朵,結(jié)果,,聲音同時碰撞兩個耳朵,,使它不可能查出聲音的方向起源。(我們?nèi)祟愂峭ㄟ^聲音到達我們每只耳朵的容量和速度來判定聲音的方向的,。)
現(xiàn)代鯨魚已經(jīng)具備了很多適應(yīng)性使它們能克服這些困難,,而至于這些特征是怎么進化的,直到新化石被發(fā)現(xiàn)才不再成為一個秘密,。
研究小組表示,,來自巴基斯坦的四組早期鯨魚化石可以解釋鯨魚在適應(yīng)水下生活的同時其耳朵的進化過程。在有5000萬年歷史的沉積物中發(fā)現(xiàn)的最早的鯨魚祖先與現(xiàn)代鯨魚幾乎沒有共同之處,,最早的鯨魚祖先是狼樣大小的陸地食肉動物,,它們與牛、豬,、羚羊等一些有蹄動物密切相關(guān),,但是其頭骨特征充分證明了它們就是鯨魚的祖先。新化石顯示,,最早的鯨魚祖先的耳朵與陸地哺乳動物的極其相似,,它們在水下的聽覺能力極差。
研究人員最近還發(fā)現(xiàn)了4300-4600萬年前的鯨魚沉積物化石,,這些鯨魚已經(jīng)進化出一些現(xiàn)代鯨魚耳朵的特征,。從對化石的分析得知,,當時的鯨魚有短腿、長尾和長嘴,,大小與河獺相似;有的還有強壯的后肢,,這些鯨魚應(yīng)該是分散到世界熱帶海洋的第一批鯨魚,,但它們都具有一個共同的特征就是它們已經(jīng)進化出一套系統(tǒng),能夠察覺水下聲音的震動并且通過下頜的一層脂肪傳遞到耳朵,,但是它們?nèi)匀槐A糁糜陉懮下犛X的外耳道,。
研究者通過對4000萬年前鯨魚種類的分析發(fā)現(xiàn),它們已經(jīng)進化出了現(xiàn)代鯨魚耳朵的關(guān)鍵特征之一,。這些巨大的蛇樣的鯨魚只有微小的后肢,而它們的生活已經(jīng)離不開水,。
這些長達18米的哺乳動物最終擁有了空氣囊,,可以將各面聲音與每只耳朵隔離開來,這種適應(yīng)性使它們具有了高精度的水下聲音定位能力,。鯨魚耳朵的進化過程顯示了陸地哺乳動物向水生動物的巨大轉(zhuǎn)變,,現(xiàn)代鯨魚的聽覺機制只是在最近十年才因為化石證據(jù)的充足而被破譯。